CN102239072A - 一种减速器的操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种水动力减速器的操作方法。在制动模式下，该减速器至少有一个工作腔填充有工作介质，而在非制动模式下，工作腔则排空工作介质。根据本发明，在非制动模式下，指定量的工作介质被脉冲进入减速器的工作腔中。这可以持续发生，也可以作为可选的测量变量发挥作用。

Description

一种减速器的操作方法

技术领域

本发明涉及一种至少含有一个工作腔的水动力减速器操作方法。

背景技术

尤其在公共交通工具中将减速器用作无磨损的制动刹车是一种常见的先进技术。减速器通常直接连接至这些交通工具的一个内部燃烧引擎或变速器或万向轴的二级输出部分。在操作中的减速器中充满了工作介质，通常是石油或水，或水混合物。在制动操作过程中，水动力减速器工作腔中的工作介质由减速器的有刃转子驱动循环流动，使水动力减速器转子的旋转传递至转子的有刃固定子或有刃的反向转子，进而导致转子的水动力制动，从而产生减速器的制动效果。在非制动操作中，减速器的工作腔中基本上或完全是清空的，所以没有扭转力从转子传递给固定子或反响转子，从而不产生相应的制动作用。这通常称为典型的水动力减速器的结构，它允许减速器的关闭，而无需通过可换向的关闭离合器，将转子与动力传动系统断开。

在使用这种类型的减速器期间，特别是在公共交通工具中，减速器工作腔有时会出现向周围环境或其他邻近安装空间的泄漏。这些泄漏特别会发生在密封减速器工作腔和转子轴的外部的封闭区。最重要的是，这种类型的渗漏常发生在很少常规运行减速器的车辆，特别是长期主要用于拖拉操作的车辆。

发生泄漏的原因尚不清楚，但他们都是比较频繁更换所用封条，维护密集，相应的成本较高，耗时较长。

在DE 10 2005 009 456中处理这些问题，通过多种相互连接的封条适当密封工作腔与转子周围的环境。但是，这种结构的缺点是它的结构比较复杂，已经存在的减速器中没有进行改造就安装在车辆上。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种方法，能相应增加任意减速器的紧度，或增加封条的使用寿命，而不必使用建设性措施的减速器结构。

这一目标是通过权利要求1中特征部分对功能的详细描述实现的。

令发明者惊讶的是，大大延长了使用寿命的密封条能够实现减速器的频繁使用。相应的实验表明，这与密封条被工作介质的润湿有关。相应地，发明者也认为，如果以脉冲的方式向减速器工作腔中多次引入指定数量的工作介质的话，这将有利于减速器密闭的非操作性。“脉冲”可以理解为本发明是在一定的时间间隔内脉冲运动的。任何可能形状和大小的控制脉冲，例如矩形脉冲、锯齿状脉冲、正弦脉冲、半圆形脉冲，或类似脉冲可能会考虑生成脉冲作用。少量工作介质一次次的脉冲引入可相应地理解为润滑脉冲。这种随时间模式不断引入的润滑脉冲能够保持工作腔的密封条适当柔软并冷却密封条，以便延长密封条的使用寿命，实现减速器的工作腔与外界密封。

这种润滑脉冲所用的数量是相当小的，以便不会触发或只轻微触发减速器的制动作用，从而使本发明的操作方法最终对安装有该减速器的车辆驾驶员没有明显的不利影响。以润滑脉冲引入减速器的工作介质数量由减速器自身泵入，退出工作腔，以便只会发生短暂的轻微制动作用。

根据本发明操作方法的一个具体实施例，该减速器能够在脉冲期间以这种方式操作，脉冲的振幅和/或脉冲间的时间间隔是一定的。固定的时间间隔、恒定的振幅、和/或恒定的脉冲持续时间，以及时间间隔和/或振幅或脉冲时间长短的不同变化都是可能的。脉冲的持续时间也可能因工作介质向工作腔中引入的活化时间而改变。

在本发明的一个特别有利的具体实施例中，脉冲的持续时间、振幅、和/或脉冲间的时间间隔能够随工作介质的温度和/或其他特定变量而改变。

这种特别有利的变体允许通过一种非常简单的温度测量，根据减速器的操作优化润滑脉冲的持续时间和所需数目，这是很容易实现。因此，举例来说，随着工作介质温度的不断上升，脉冲时间、振幅和/或脉冲间隔时间都是可以调整的，以便工作腔能够更频繁、更深入的被工作介质润湿。从整个运行情况看，这意味着能够随“温度”这一操作参数可最小化润滑脉冲的数目，也可能会使伴随减速器中非常少量工作介质的能量损失最小化，以及使润滑脉冲进入工作腔中所需要引入特定数量的工作介质最小化。

此外，根据本发明的一个非常有利的革新，交替或额外的温度、脉冲时间、振幅，和/或脉冲间的时间间隔都可以作为减速器转子的速度功能变化。

这使得“温度”这一运行参数的使用具有相对优势。“温度”和“转子速度”这两个工作参数的组合能够实现进一步优化。

此外，通过对该发明进行一个非常有利的革新，持续的脉冲时间、振幅和/或脉冲间的时间间隔可随着安装有减速器的车辆的速度功能而交替变化或额外变化。

这种可选地提供车辆的速度值比减速器转子的速度更容易地通过相应的控制单位实现。但是，如果该转子通过在车辆动力传动系统中的固定传输相耦合，这两个变量间存在一个固定关系时，这两个变量则是典型的例子。因此，如果与转子速度相比，该速度更容易通过相应的车辆传感系统获得，那么就能很容易地利用车辆速度。例如，通过车辆的CAN总线提供的速度信号可作为输入变量用于确定一个润滑脉冲的必要性。

在本发明的一个特别有利的变体中，仅当超过工作介质的第一限制温度时，或当超过转子的限制速度和/或车辆的限制速度时，工作介质才被脉冲引入工作腔。根据一种可选的实施例，如果超过了工作介质的第一限制温度，同时超过了转子的第一限制速度和/或车辆的限制速度时，工作介质向工作腔的脉冲引入只发生在非制动操作中。

在本发明的具体实施例中，润滑脉冲的应用将只发生在运行状态，这也是非常必要的，也就是如果该车辆和/或相应转子的速度表明减速器和/或车辆的相应操作强度超过了工作介质的第一限制温度时，这种润滑脉冲是非常必要的。如果这两个条件都不存在，润滑脉冲被免除，从而节省能量的消耗和相应的损失。这种方法的具体实施有助于润滑脉冲数量和/或润滑脉冲持续时间的优化，这将在车辆和/或减速器运行的过程中长期进行。

由于脉冲持续时间、振幅和/或脉冲间隔时间的功能变化，另一种变量是工作介质的粘度和/或依赖材料的润滑性能，特别是石油。例如，持续时间和/或振幅或时间间隔可以作为工作介质的润滑油类型的功能。这也需要考虑工作介质，特别是石油在操作过程中的使用寿命、润滑脉冲之间的时间间隔和/或润滑脉冲的持续时间或形式(例如振幅)会随着工作介质的使用时间或减速器的作用次数和/或车辆行驶里程的增加，特别是时间间隔的缩短和/或持续时间或幅度的变化而增加。

本发明可以特别有利的方式用于典型的石油减速器。

此外，本发明还可用于使用如水或水混合物等的其他工作介质的减速器中。特别是，该发明也可用于将车辆冷却水用作工作介质的水减速器，因为利用工作介质能够通过相应的润滑脉冲实现密封条较长的使用寿命以及工作腔的润湿。

本发明成果进一步的优势体现在其他的附属项中，并将在典型实施例的基础上，参照图示进行更加明确的描述。

附图说明

图1为本发明一种减速器的操作方法的可选变化图；

图2为本发明一种减速器的操作方法的进一步变化，工作介质温度的润滑脉冲频率图；

图3为本发明一种减速器的操作方法的可选变化的流程图。

具体实施方式

在车辆动力传动系统中安装的减速器作为一种无磨损的制动刹车装置对于减速器技术领域的专业人员来说是普通且典型的，因此将不会对本发明设计的操作方法的具体内容进行描述。从根本上讲，无论他们是否使用油、水和/或水混合物作为工作介质，水动力减速器的各项结构都可用于减速器操作方法的使用。

充满工作介质的减速器用于制动操作的方式不是或只是本发明的次要作用。从根本上讲，通过适当的排列填充减速器的工作腔是可以想象且常见的，例如螺线管阀门、位于相应蓄池的工作介质，该蓄池比工作腔具有较高的压力。只要打开阀门，工作介质便会流入到减速器的工作腔中。该减速器通常由转子的运动清空，并将介质输送回存储室。

此外，可以想象的是通过相应的输送装置(例如泵)将工作介质传输至减速器的工作腔中，用于制动操作。

第三种典型的变化包括以一定体积储存的工作介质，它具体与减速器工作腔类似的压力。该存储容量是一定的，从而避免工作介质自动流入减速器的工作腔中。此外，相应的可移动设备(例如活塞或隔膜)可具有一定的储存体积。通过隔膜或活塞一侧的相对压力(例如空气压力)，超出存储容量的工作介质被压入减速器的工作腔，从而工作介质能够尽快地填充减速器的工作腔。

其他灌装程序可想而知。

本发明所提及的减速器操作方法在通过适当措施将特定数量的工作介质以脉冲方式引入减速器工作腔的过程中起着决定性作用。这可能以上述的第一和第三个实施例的变体实现，例如，存储体积和工作腔之间的螺线管阀门在面向储存体积的隔膜或活塞一侧短暂开放和/或施加压力是通过相应的阀门短暂作用的。在上述第二个变体中，这可能是通过输送机部分在电力驱动输送机相应的短暂启动情况下实现的，例如，通过相应的电脉冲向输送机马达的电力脉冲。当然，它也可以通过离合器的脱离简单切换填充泵，或是通过离合器提供相应的缓慢滑动来开关填充泵。同样可知的是，填充泵水动力一侧的相应转换可首先通过减速器后简单进入减速器。

根据上述对具体实施例及其变种的描述，本领域的专业技术人员能够通过相应的脉冲，获得将工作介质脉冲引入减速器工作腔的多种变异方法。根据本发明的方法，只因触发了润滑脉冲，引入到运行状态的减速器中的工作介质量对于本发明来说是相当重要的。

根据本类型的发明的第一种润滑脉冲变体由图1中的图表所示。一旦对减速器不进行制动操作，相应的脉冲将传递到阀门或传送装置的电动马达，为了将工作介质脉冲引入减速器的工作腔。由图1显示了一个典型的具体实施例，其中特定常数的脉冲持续时间Δt大约为50至250毫秒，特别是在大约100毫秒时启动。图1中所选实例的矩形脉冲只是一种可能的实例。此外，也可想到其他形状的脉冲，例如锯齿状、正弦波、梯形、半圆形，或其他形状的脉冲。通过这种脉冲，工作介质可以在很短的时间里引入减速器的工作腔。根据脉冲的持续时间确定工作介质的引入量。对于一个工作腔容积大约为3至9升的减速器来说，50至100毫升的工作介质完全是足够的。在制动操作中，润滑脉冲引入的工作介质填充量小于5％，且最好小于2％。相对少量的工作介质可防止发生制动和/或这类车辆司机可察觉的制动作用。减速器转子的旋转需要有足够数量工作介质，以实现减速器工作腔的相应湿度和特定区域的密封。通过这种对非制动操作中的减速器密封条的脉冲润湿，能够更好的实现减速器密封性，延长密封条的使用寿命。

图1所示的具体实施例的一种操作方法并不是按比例显示的，其中y轴表示具体的电流I，电流通过特定的脉冲传导至阀门并打开该阀门，以确保在打开阀门的脉冲操作过程中，工作介质能够到达工作腔。如图1所示，使用了上述恒定的脉冲持续时间Δt，在固定的时间间隔内(t₂-t₁)触发。利用这种非常简单高效的方法，每当减速器在非制动操作时，润滑脉冲能够以脉冲的方式引入工作腔。例如，在此选择了大约为100毫秒的脉冲持续时间和10至250秒，最好是60至120秒的脉冲间隔。

图1以示例的形式显示了在减速器的非制动操作中，可向减速器工作腔脉冲引入工作介质的其他脉冲形状。在当前情况下，正弦曲线或拱形曲线和锯齿状曲线，以及各种具有不同且交替振幅的矩形脉冲是可选的脉冲形状。除了锯齿状曲线，也可以选择按时间顺序递增的曲线和/或按时间顺序递减的曲线。当然，也可根据本发明选择其他脉冲形状。

在图2中，以各润滑脉冲时间间隔的对数形式表示润滑脉冲频率。此方法也以特别简单且有效的方式使用了恒定的脉冲持续时间Δt，并根据所使用的减速器统一要始终到达工作腔的工作介质的指定数量，确定选定润滑脉冲的持续时间，从而对应于上述数量规范，以免造成润滑脉冲导致的不希望发生的减速器制动作用。

图2所示的具体实施例的x轴表示减速器工作介质的温度T。需要指出的是第一限制温度T₁是各润滑脉冲之间的恒定持续时间，例如在180秒实现相应频率f₁。随着工作介质温度超过上述的第一限制温度T₁，该频率在各润滑脉冲之间线性增长。通过y轴所示的频率对数，这种线性增长呈现出相应的对数曲线。这种线性增长直到工作介质的第二个限制温度T₂。当超过第二个限制温度T₂时，在各润滑脉冲之间确定了特定的恒定持续时间。由于限制温度T₂通常发生在减速器中较高的温度范围，这里的润滑脉冲频率相对较高。各润滑脉冲之间的持续时间可能是10秒。减速器在第一限制温度T₁和第二限制温度T₂之间的操作情况下，通常在源自15至25，特别是15至20因子的这两种频率之间选择适当的润滑脉冲线性曲线。除了线性曲线，也可有其他的关系，例如阶梯曲线、二次曲线，对数曲线，等等。当然也可设想其他因素。

选择使用工作介质温度，以便检测减速器的负荷并控制润滑脉冲的相应频率，润滑脉冲的频率也可随着其他各种功能而变化，例如，由于相对固定传输的动力传动系统的减速器的结合中，随着简单测量转子转速功能，或随安装有减速器的车辆的行驶速度而变化，润滑脉冲的频率与减速器转子的转速成正比，所以能够很简单的进行衡量。在使用初级减速器的情况下，也可使用发动机转速。一般来说，任何变量或速度可以用于减速器驱动转子速度的推断，这也是与之成比例的。

当然，这些值也可以彼此相应结合。，在相应的变体被激活之前，在润滑脉冲是否需要使用的情况下，通过相应的速度或速率变化可获得一种变体。

图3以流程图的形式显示了相对复杂的控制润滑脉冲的方法。首先，在战略上检查转子的速率n是否超过特定的限制速度n_o。另外，也可检测车辆的运行速度，这与第二个减速器中的转子速度呈正比。一旦转子转速n超过指定的限制速度n_o，相应的控制器将启动润滑脉冲，在此通过正方形的盒子表示。这种润滑脉冲在图2中进行了详细的解释。

如果转子的相对转速n不超过限制速度n_o，依然可进行工作介质的相对温度测量分析。如果这个温度T高于第一限制温度T₁，那么将启动润滑脉冲I程序的相应作用。当然，图2中详细描述的程序也能够用于此处，低于限制温度T₁的润滑脉冲之间的恒定间隔部分也将在限制温度T₁存在的情况下启动。如果不存在限制温度T₁，工作介质的温度T将低于这个限制温度T₁，程序也将终止于这一点，而无需激活相应的润滑脉冲。

在连续或指定的时间间隔进行速度或速率和温度的测量，如果该值超过特定的限制值时，则开始执行相应的反应。

在此所描述的方法顺序尤其有效，因为它只当绝对必要时，特别是转子转速超过相应的限制速度，或当减速器工作腔中具有相应的高温，即每当减速器加载相应的工作时才会激活减速器的润滑脉冲。该润滑脉冲的激活可指定类似于图1中图表所示的相应恒量值，或使用相应的“智能”控制器，后者反过来又提供了润滑脉冲频率的相应变化，可发挥其他已测量值的功能，例如转子转速或车辆速度，从而使减速器获得最佳运行状态的润滑。

此外，负荷状态的减速器也可能不适合润滑脉冲的频率，更确切的是脉冲长度或持续时间Δt，例如作为温度和/或转子速度或车辆速度的功能。因为用于润滑脉冲的工作介质量总是与可能的制动作用突发问题相关，对该变量的控制作用相对较高。

也可以想到的是提供一个学习控制组件，特别是电子控制组件(ECU)，后者可识别配置文件或驱动器运转，并制定润滑脉冲，特别是各脉冲之间的持续时间和/或时间间隔，发挥检测使用资料或驱动器行为的功能。当然，从本质上讲振幅也是可以进行调整的，以确定每个脉冲的注入量和脉冲的持续时间。

最后，需要列出一些典型值，从而可以理解对减速器移动的操作方法改变。因此，例如100℃至140℃之间，最好约120℃的温度可作为用油减速器的第一限制温度，150℃至200℃之间，最好约180℃的温度可作为第二限制温度。对于水减速器来说，温度要相应降低，通常第一限制温度在100℃至110℃之间，最好约105℃，而第二限制温度在110℃至120℃之间，最好约112℃至115℃。

正如上文已经描述的那样，典型的脉冲持续时间为50至250毫秒，主要不依赖工作介质，所以在制动操作中，随着润滑脉冲到达减速器工作腔中的工作介质填充量通常少于5％，且最好小于2％。

该结构允许在已存在的系统中，通过对控制器进行简单的改变来改造相应的操作方法。对于安装有减速器的车辆操作者来说，该操作方法的优势并不是显而易见的，但它却会提供更长使用寿命的减速器密封条和/或更好的减速器密封条。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (13)

1.一种至少含有一个工作腔的水动力减速器操作方法，

1.1操作的减速器中充满了工作介质，

1.2基本上是非制动操作，

其特征在于，

1.3非制动操作时一种特定的工作介质以脉冲的方式被引入减速器的工作腔。

2.如权利要求1所述的一种减速器的操作方法，其特征在于，在脉冲的振幅时间(Δt)，频率，脉冲之间的时间间隔(T2-T1)是以工作介质的温度(T)为进行调整。

3.如权利要求1或2所述的一种减速器的操作方法，其特征在于，脉冲持续时间(Δt)，频率，脉冲之间的时间间隔(T2-T1)是以减速器转子速度(n)为基础进行调整。

4.如权利要求1，2或3所述的一种减速器的操作方法，其特征在于，脉冲持续时间(Δt)，频率，脉冲之间的时间间隔(T2-T1)是以装备减速器的交通工具的速度为基础进行调整。

5.如权利要求1所述的一种减速器的操作方法，其特征在于，脉冲持续时间(Δt)，频率，脉冲之间的时间间隔(T2-T1)是以工作介质的温度(T)和装备减速器的交通工具的速度或减速器转子速度(n)为基础进行调整。

6.如权利要求1至5所述的一种减速器的操作方法，其特征在于，单个脉冲和保持频率的特定的持续时间(Δt)，脉冲之间的时间间隔(T2-T1)是变化的。

7.如权利要求1至6所述的一种减速器的操作方法，其特征在于，当如下情况发生时工作介质才会由脉冲引进工作腔，

7.1超出了工作介质指定的第一限制温度(T1)；和/或

7.2超出了减速器转子的限制温度(no)和/或交通工具的限制速度。

8.如权利要求1、2、6或7所述的一种减速器的操作方法，其特征在于，脉冲之间的时间间隔(t₂-t₁)是低于第一限制温度值(T₁)的恒量，此外，可选择更高的，尤其是可稳步升高的脉冲间的时间间隔(t₂-t₁)，温度在第一限制温度(T₁)和第二限制温度(T₂)间升高，其中第二限制温度(T₂)比第一限制温度(T₁)高得多，并且脉冲间的时间间隔(t₂-t₁)在第二限制温度(T₂)以上保持在恒定的第二值。

9.如权利要求8所述的一种减速器的操作方法，其特征在于，第一个值是第二个值的15到20倍。

10.如权利要求1至9所述的一种减速器的操作方法，其特征在于，刹车操作中工作腔的工作介质量应少于10％，最好少于5％或2％。

11.如权利要求1至10所述的一种减速器的操作方法，其特征在于，脉冲间隔时间(Δt)的选择长度为50-250ms，60-120ms更好。

12.如权利要求1至11所述的一种减速器的操作方法，其特征在于，工作介质为油。

13.如权利要求1至11所述的一种减速器的操作方法，其特征在于，水或水混合物，装备减速器的交通工具的冷却水，都可以作为工作介质。

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